Fotosintēze ir bioloģisks process, kurā gaismā esošā enerģija tiek pārveidota par ķīmisko savienojumu enerģiju starp atomiem, kas darbojas šūnās. Tas ir iemesls, kāpēc Zemes atmosfērā un jūrās ir skābeklis. Fotosintēze notiek dažādos vienšūnas organismos, kā arī augu šūnās (specializētās organellās, ko sauc par hloroplastiem). Ir divi fotosintēzes posmi: gaismas reakcijas un tumšās reakcijas.
Pigmenti ir ķīmiskas vielas, kas atspoguļo noteiktus gaismas viļņu garumus (krāsas), bet ne citus. Tā kā dažādi pigmenti atspoguļo dažādus viļņu garumus, tas piešķir ziediem dažādas krāsu kombinācijas. Turklāt sezonālās izmaiņas dažādu pigmentu relatīvajā sintēzē nosaka lapu krāsas izmaiņas rudens laikā.
Pigmenti ir fotosintēzes mehānismu būtiskas sastāvdaļas, vissvarīgākais pigments ir hlorofils. Hlorofils ir liela molekula, kas uztver saules gaismas enerģiju un pārveido to par augstas enerģijas elektroniem. Tas notiek fotosintēzes gaismas reakciju laikā, savukārt augstas enerģijas elektroni tiek izmantoti pēc tam tumšajās reakcijās cukura glikozes sintēzē. Citi pigmenti, izņemot hlorofilu, ietver karotinoīdus (kas ir sarkani, dzelteni un oranži) un fikobilīnus. Pie fikobilīniem pieder fikocianīns, kas piešķir zilganu krāsu "zilzaļajai algeai", kas pazīstama arī kā "cynanobacteria", un fikoeritrīns, kas sarkanām aļģēm piešķir sarkanīgu krāsu.